垃圾焚烧大气污染物及长期累积性影响研究

董永亮

摘要：指出了城市垃圾焚烧项目可以有效降低城市生活垃圾的填埋处理量，不仅节省了填埋处理所要求的用地面积，而且可以消除有害病毒和细菌的次生影响；同时焚烧产生的热能可以用于发电或供热，提高了资源的利用率。但是在生活垃圾运输和处理过程中会因为环保治理措施的局限性、日常管理不完善等因素对环境造成持久性污染，对社会环境造成较大影响。以实际工程为例，对垃圾焚烧大气污染物可能产生的环境影响进行了分析，并对垃圾焚烧的长期积累性影响进行了探讨。

关键词：垃圾焚烧；大气污染物；环境影响

中图分类号：X820.3

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）18015402

1引言

随着城镇化水平的提高，城镇人口数量也不断增多，从而为城镇带来了更多的生活垃圾。由于生活垃圾过多，传统的土地填埋技术使土地资源大量减少，所以就需要采取其他方法进行处理。利用垃圾进行焚烧发电这种方法既可以处理垃圾，还可以产生电能，但是也有其弊端，在焚烧垃圾的同时会产生二氧化硫、氮氧化物、烟尘、重金属、二噁英类等对大气和人体有害的废气，焚烧飞灰的不合理处置也会对周边的环境产生影响。

2工程概况

某生活垃圾焚烧发电厂总投资金额26406.1万元，总施工面积为5.21 hm2，设计日处理垃圾量为1000 t，设计年发电量125×105 kW·h，垃圾进行焚烧后采用SNCR脱硝+半干法烟气脱硫+活性炭喷射+布袋除尘器处理后，烟气中各类污染物的排放浓度达到了《生活垃圾焚烧污染无控制标准》（CB1845-2014）达到了规范要求；同时，焚烧炉脱硝产生的逃逸氨排放按照8 mg/m3控制，其它颗粒物（除焚烧烟气外）、烟气中氟化物排放满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）标准，NH3、H2S和恶臭等污染物满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）二级新建标准。

3焚烧生活垃圾对周边环境的影响

在焚烧生活垃圾过程中对大气环境的影响主要有以下几点：生活垃圾焚烧过程中会产生大量的SO2、NOx、烟尘、酸性污染物、重金属和二噁英等污染物，其中，SO2、NOx可能会对植被和农作物产生一定影响；重金属和二噁英会随着浓烟飘散，最终落到地表污染土壤和地表水体，并产生长期积累性影响＼[1＼]。

4垃圾焚烧对环境影响的预测与评价

由于我国之前对二噁英环境质量研究处于空白，所以就没有具体的评判依据，只能参考国外的标准数据。为了控制和减少二噁英对环境的危害，需对二噁英进行长期监控，并利用监控数据计算出二噁英在距离多少米远时对地面环境影响降至最低＼[2＼]。本垃圾焚烧发电厂要做好以下工作。

4.1做好环境质量现状监测和气象数据统计

在进行环境影响预测之前首先要对发电厂周边的环境质量现状进行背景监测，以取得本底数据值；同时收集当地的气象数据，对当地的地面风场、低空风场、温度风场等具体情况进行数据收集和统计。

4.2对垃圾发电厂进行全方位的监测

在对垃圾发电厂监测时，要对垃圾焚烧时产生的污染物进行实时监测和跟踪监测，在监测污染物时要对SO2、NOx、烟尘、HCl、Hg、Pb、Cd和二噁英等污染物进行重点监测，因为这些污染物对人类和环境的危害最大。其中二噁英的监测费用和监测难度最大，为了解决这一问题，监测人员需要在焚烧之前对垃圾的源头进行分析。

4.3垃圾焚烧对环境影响的预测评价

4.3.1预测影响环境的因素

预测影响环境的因素主要有SO2、NO2、烟尘、HCl、Pb、Hg、Cd、H2S、NH3、二噁英等。

4.3.2预测污染物排放浓度

在发电厂的排放系统处于正常工作的前提下，结合当地的气象情况对发电厂排出的污染物进行分析研究，将污染区域划分为多个部分，并通过现有的数据对污染物在各区域的浓度进行预测。计算出SO2、NO2、烟尘、HCl、重金属和二噁英等在全天各小时的平均浓度值，从而得到各污染物在哪个时间区域内的浓度最大，在哪个时间区域内的浓度最小，并计算出各污染物的年平均浓度，一年之内最大日均浓度和一日内最大小时浓度的分布情况。

在发电厂的排放系统处于非正常工况或事故工况下：污染物超标排放，且排放分布不稳定，需采用超标排放数据和非正常扩散参数来预测各污染物的浓度和浓度分布情况＼[3＼]。

4.3.3对主要污染物的预测结果进行分析评价

根据预测，正常工况下排放的主要烟气污染物在评价区域的小时浓度增值如下：SO2最大小时浓度增值为7.22 μg/m3，叠加本底值后最大小时浓度为41.22 μg/m3；NO2最大小时浓度增值为22.66 μg/m3，叠加本底值后最大小时浓度为61.66 μg/m3；NH3最大小时浓度增值为0.62 μg/m3，叠加本底值后最大小时浓度为41.12 μg/m3；HCl最大小时浓度增值为4.04 μg/m3，叠加本底值后最大小时浓度为24.94 μg/m3；氟化物最大小时浓度增值为0.63 μg/m3，叠加本底值后最大小时浓度为1.48 μg/m3。最大小时浓度值坐标点相对于烟囱出现在（1199.99，0.05），出现时间是2014年9月2日07时（风向275°，风速0.5 m/s，温度24.5℃，云覆盖率3）。由上分析可以看出，正常工况下垃圾焚烧电厂排放的主要烟气污染物最大小時浓度增值在叠加区域本底值（最大值的平均值）后均满足项目所在区域环境功能和标准要求。

4.4垃圾焚烧对环境的其他影响分析

4.4.1污染物对植被生态的间接影响

目前对于大气污染对植被的影响研究主要集中在SO2、NOx等常规污染物。由于自然界各种生物的特征不相同，对SO2、NOx的抗性差异也很大。根据目前的研究结果，大气中SO2浓度达到0.3×10-6时，植物就会出现伤害症状，对SO2伤害较为敏感的植物在SO2浓度为3.25 mg/m3空气中暴露1 h产生初始可见伤害。一般情况下，SO2平均浓度不超过18.13、1.05、0.68、0.47 mg/m3，暴露时间相应为1、2、4、8 h，则植物可避免出现叶部伤害。植物的隐性伤害表现为生理干扰，或对生长和产量的影响，但植物不呈现外部可见伤害症状。endprint

4.4.2重金属对环境的累积性影响

重金属污染物质所具有的生物累积和不可降解特性决定了其将长期存在并对环境构成极大的潜在威胁，并以各种各样的方式危害人体和其他生物体。在对垃圾进行焚烧的过程中，少量重金属将进入飞灰、底渣、或排入大气，成为对环境污染的一个重要因素。本电厂预测结果表明，重金属Cd、Pb、Hg等最大浓度贡献值均很小，考虑累积性影响后仍对周边环境影响有限，在可接受范围内。

4.4.3二噁英对环境的累积性影响

人日容许摄入量（TolerableDailyIntake，简称TDI）。以每千克人体每天摄入多少毒性当量的二噁英为单位，具体计算出每人一年内平均每天从食物、饮用水、大气等途径摄取的二噁英总量，制定TDI值。根据2001年世界卫生组织推荐，二噁英日容许摄入量（TDI）为1～4pg/kg体重。日常减少焚烧烟气中二噁英浓度的主要方法包括：严格控制炉内温度在850℃以上；停留时间在2s以上，以保证垃圾的充分燃烧；优化炉型和二次空气喷入方法，充分混合搅拌烟气达到完全燃烧，同时，氧气浓度≥6%，保证充分燃烧；在余热锅炉尾部烟道处密集布置蒸发器、省煤器，使烟温迅速从500℃降至200℃，避开200～500℃二噁英再合成区间，大大降低二噁英的再合成；选用高效的袋式除尘器，控制除尘器入口处的烟气温度﹤180℃，并在进入袋式除尘器前，在入口烟道上设置活性炭喷射装置，进一步吸附二噁英。

电厂大气影响预测表明，正常工况下，二噁英年平均预测浓度为0.31×10-9 μg/m3，远小于日本标准值0.6×10-9 mg/m3，电厂排放二噁英对区域大气环境的影响有限。

4结语

垃圾焚烧项目具有高温减容、减压、减重等特点，得到了广泛的应用，而生活垃圾焚烧过程中有可能会造成二次污染。为了降低环境污染，需要做好监管工作，并安装烟气综合在线自动监测和自动监测，对环境情况自动监控。当烟气净化系统产生故障后要立即进行检修，或者考虑停机措施，提升垃圾焚烧和污染物控制水平，保证我国生活垃圾焚烧持续化发展。

参考文献：

[1]

王芳，侯方东，刘晓勤.城市生活垃圾焚烧烟气的新式净化工艺处理效果＼[J＼].制冷與空调，2005（2）：56～59.

＼[2＼]李建新，严建华，池涌，等.垃圾焚烧过程中重金属迁移特性及控制＼[J＼].电站系统工程，2004（1）：9～12.

＼[3＼]张刚.城市固体废物焚烧过程二噁英与重金属排放特征及控制技术研究＼[D＼].广州：华南理工大学，2013endprint